химический каталог




Химия древесины и целлюлозы

Автор В.М.Никитин, А.В.Оболенская, В.П.Щеголев

ом случае лигнин переходит в раствор под действием NaOH. Однако сульфид натрия сульфатного варочного щелока оказывает специфическое влияние на процесс варки. Скорость делигнификации при сульфатной варке выше, чем при натронной. Выход и прочность технических сульфатных целлюлоз вследствие меньшего разрушения гемицеллюлоз и самой целлюлозы выше, чем натронных.

Меньшее разрушение и растворение целлюлозы и гемицеллюлоз при сульфатной варке объясняется более низкой щелочностью сульфатного щелока по сравнению с натронным при одной и той же концентрации активной щелочи (NaOH+NajS). По мере расходования NaOH при варке увеличивается степень гидролиза NajS. Таким образом, NaaS играет как бы роль буфера, из которого все время образуются новые количества NaOH. Кроме того, сульфид натрия как . восстановитель предохраняет углеводы от щелочной деструкции — деполимеризации с редуцирующего конца макромолекулы. Гидросульфид натрия NaSH, образующийся при гидролизе, также является активным варочным компонентом, поэтому сульфатный щелок по сравнению с натронным оказывает более сильное делигнифици-рующее действие, что позволяет вести процесс варки при более низких концентрации щелока и температуре.

Скорость делигнификации увеличивается с повышением температуры и концентрации щелочи. Но это допустимо лишь до определенного предела, после которого начинают сильно снижаться выход и прочность целлюлозы. Тогда делигнификации становится менее избирательной и усиливается распад полисахаридов, приводящий к потере выхода и прочности целлюлозы.

В отличие от сульфитного варочного раствора щелочные варочные растворы почти одинаково проникают В щепу в продольном и поперечном направлениях, причем скорость их проникновения значительно выше, чем варочной кислоты при сульфитном способе варки. Этому способствует набухание клеточных стенок древесины под воздействием щелочи.

Скорость растворения углеводов и лигнина на различных стадиях варочного процесса не одинакова. Растворение древесины начинается с извлечения гемицеллюлоз. В начале варки , при низких температурах скорость химических реакций невелика, и гемицеллюлозы извлекаются из древесины путем обычной щелочной экстракции. Дальнейшее растворение гемицеллюлоз связано с химическими реакциями их деструкции и расщепления связей с лигнином. При растворении гемицеллюлоз клеточные стенки ослабляются и делаются более доступными для воздействия варочных реагентов, что способствует удалению лигнина. В процессе варки скорость удаления лигнина увеличивается. Делигнификации при сульфатной варке, как и при сульфитной, начинается во вторичной стенке и заканчивается в срединной пластинке. Лигнин срединной пластинки и лигнин, находящийся в углах между клетками, начинает интенсивно растворяться только после удаления 50% всего лигнина. После удаления примерно 90% лигнина скорость делигнификации резко падает и начинает разрушаться и растворяться целлюлоза со скоростью, увеличивающейся с уменьшением содержания остаточного лигнина. Продукты реакций лигнина и углеводов со щелочью, перешедшие в раствор, под действием щелочи

231

разрушаются далее с образованием различных низкомолекулярных соединений. Следует заметить, что при натронной варке в отличие от сульфатной делигнификации практически прекращается после перехода в раствор половины лигнина, что обусловлено преобладанием конденсационных процессов лигнина над его деструкцией.

Раствор после варки целлюлозы называют черным щелоком. В нем содержатся растворенный лигнин, называемый щелочным лигнином, и продукты разрушения углеводов (различные оксикислоты и их лактоны), уксусная и муравьиная кислоты, метиловый спирт, смолы, жиры и пр. Сложный состав веществ, растворенных в черном щелоке, говорит о многообразии реакций, протекающих с разрушением всех составных частей древесины при высокой температуре варки. Вследствие этого изучение механизма взаимодействия древесины со щелочью при варке связано с большими трудностями.

(.2.1. ХИМИЧЕСКИЕ РЕАКЦИИ ЛИГНИНА ПРИ НАТРОННОЙ И СУЛЬФАТНОЯ ВАРКАХ

По современным воззрениям химические превращения лигнина при щелочных способах варки рассматриваются с точки зрения существования двух конкурирующих между собой процессов: 1) деградации лигнина, связанной с расщеплением связей в макромолекуле лигнина и способствующей его растворению и 2) конденсации продуктов расщепления лигнина, сопровождающейся превращением их в более крупные фрагменты и тем самым препятствующей его растворению.

При натронной Варке процессы .конденсации лигнина доминируют, так как активные группы лигнина, участвующие в таких реакциях, оказываются незащищенными. Вследствие этого натронная варка не применяется на практике для делигнификации хвойной древесины.

Механизм взаимодействия NaOH с лигнином как при натронной, так и при сульфатной варке практически одинаков. Однако наличие в сульфатном варочном щелоке иОнов S3- и SH~ усложняет химические реакции, протекающие при варке с лигнином. Поэтому ниже рассмотрим реакции лигнина с NaOH и Na2S.

страница 85
< К СПИСКУ КНИГ > 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144

Скачать книгу "Химия древесины и целлюлозы" (7.01Mb)


[каталог]  [статьи]  [доска объявлений]  [прайс-листы]  [форум]  [обратная связь]

 

 

Реклама
показания свидетелей при выселении из муниципальной квартиры
будильник прикольный
купить раскладную систему для стола gomlden в2285
икеа напольные вешалки

Рекомендуемые книги

Введение в химию окружающей среды.

Книга известных английских ученых раскрывает основные принципы химии окружающей среды и их действие в локальных и глобальных масштабах. Важный аспект книги заключается в раскрытии механизма действия природных геохимических процессов в разных масштабах времени и влияния на них человеческой деятельности. Показываются химический состав, происхождение и эволюция земной коры, океанов и атмосферы. Детально рассматриваются процессы выветривания и их влияние на химический состав осадочных образований, почв и поверхностных вод на континентах. Для студентов и преподавателей факультетов биологии, географии и химии университетов и преподавателей средних школ, а также для широкого круга читателей.

Химия и технология редких и рассеянных элементов.

Книга представляет собой учебное пособие по специальным курсам для студентов химико-технологических вузов. В первой части изложены основы химии и технологии лития, рубидия, цезия, бериллия, галлия, индия, таллия. Во второй части книги изложены основы химии и технологии скандия, натрия, лантана, лантаноидов, германия, титана, циркония, гафния. В третьей части книги изложены основы химии и технологии ванадия, ниобия, тантала, селена, теллура, молибдена, вольфрама, рения. Наибольшее внимание уделено свойствам соединений элементов, имеющих значение в технологии. В технологии каждого элемента описаны важнейшие области применения, характеристика рудного сырья и его обогащение, получение соединений из концентратов и отходов производства, современные методы разделения и очистки элементов. Пособие составлено по материалам, опубликованным из советской и зарубежной печати по 1972 год включительно.

 

 



Рейтинг@Mail.ru Rambler's Top100

Copyright © 2001-2012
(06.12.2016)